摘要    本文利用相关性和回归分析的办法，分析了影响邢钢球团软化性能的各因素，用于指导生产，降低了球团矿的软化区间。

关键词  邢钢球团  软化性能 研究

l、前言

    随着我国钢铁工业的发展以及炼铁炉料结构的不断改善，在高炉入炉料中球团矿的比例越来越高，但由于原料条件的恶化，球团矿中的SiO₂含量也不断升高，高SiO₂球团矿开始软化温度低、软化区间较高的缺点也给我们提出了新的课题。

    邢钢烧结厂现有8m²竖炉两座，为TN索降低球团矿软化区间的途径，从改变球团配比中的化学成分和寻找合适的焙烧制度入手，研究影响球团矿软化区间的工艺和成分的机理，利用相关性和回归分析的手段得出部分因素对球团矿软化区间的影响程度，并将此结论用于指导形钢的球团生产，有效的改善了球团矿的软化区间，使高SiO₂球团矿的软熔性能达到了入炉要求。

2、研究方法

2．1原料性能

    我厂球团生产所用的精矿粉的化学组成见表l。

2．2  研究设备及方法高温性能试验装置包括一氧化碳气体转化炉、铁矿石还原炉、铁矿石软化试验装置、熔滴试验装置、气体混合仪和方孔套筛等组成。调整球团配料中各原料的配比，使球团矿成分有计划的变化，同时在保持燃烧室温度和生球干燥的前提下，对工艺参数进行微调。对每一组球团矿均对应进行两次软化性能实验，对应当时工艺参数和该组球团化学成分进行相关性分析，得出影响球团矿软化性能的主要因素。

3、软化性能结果和分析

3．1  实验结果

    为更科学地分析影响球团矿软熔性能的工艺参数，引入焙烧速度和焙烧强度的概念，其中：

    焙烧速度=生球流量／(生球堆密度×焙烧面积)

焙烧强度=煤气消耗量／生球流量

软熔性能实验结果和工艺参数见表2。

相对应的球团矿化学成分见表3。

3．2相关系数计算和分析

令焙烧速度为x，软化区间为y，列出相关系数计算表见表4。

同样方法，可得出焙烧强度和球团矿各成分和软化区间的相关系数和回归系数(见表5)。

       数据总数n=18，则查相关系数检定表，n－2=16时

    r_n(1％)=0．590

    r_n(5％)=0．468

    球团矿MgO和软化区间的相关系数r_MgO=－0．634

    ︱r_MgO︱=0．666>rn(1％)>rn(5 %)

    可以看出：球团矿MgO和软化区间为线性关系很好的负相关，其回归系数为149．13，也就是说球团矿MgO每升高0．01％，软化区间降低1．49℃；

    球团焙烧速度和软化区间的相关系数r速=0．469

    r_n(1％)> ︱r_速︱>r_n(5％)

    球团焙烧速度和软化区间为线性关系较好的正相关，其回归系数为－6．65，即球团焙烧速度每降低1mm／min，软化区间降低6．65℃；

    另外球团矿SiO₂和软化区间的相关系数r_SiO2=0．410，虽然

    r_n(1％)>r_n(5％)> ︱r_SiO2︱

    但可以看出球团矿SiO₂和软化区间仍有一定的正相关性，其回归系数为－39．05，即球团矿SiO₂每增加0．01％，软化区间约增加0．39℃；

    其他因素和软化区间相关关系较差，或者有非线性关系，其回归系数也没有实际物理意义。

3．3反应机理分析和可行性讨论

    酸性球团主要成分为Fe₂O₃和SiO₂，随着SiO₂含量增加，球团中Fe₂O₃略有增加，Fe₃O₄略有下降，铁氧化物总量减少，硅酸盐液相量增加，同时球团气孔率升高，气孔变大且形状变得不规则。这就造成高SiO₂球团矿开始软化温度低，软化区间较高。随着钢铁企业的发展，铁矿粉供应越来越紧张，市场条件决定了球团生产所使用的原料SiO₂含量越来越高，单纯从降低原料SiO₂含量角度来改善球团高温性能从成本上将是越来越大的。

    球团焙烧过程中以固相反应为主，因为固态扩散速度很慢，必须保证固相反应时间，才能使球团矿中Fe₂O₃充分长大和颗粒连接，否则球团固相反应不完全，结晶不充分；同时焙烧速度较快也使焙烧的不均匀性增加，部分球团反应不足。这就造成在高炉中球团进行还原时，容易产生的熔点化合物，而使球团矿开始软化温度低，软化区间较高。但是控制焙烧速度意味着降低球团矿产量，单纯从降低焙烧速度来控制软化区间显然是不合适的。

球团矿中加入MgO后，MgO与Fe₂O₃接触产生铁酸镁(MgO·Fe₂O₃)；MgO和SiO₂反应形成镁橄榄石(2MgO·SiO₂)和偏镁橄榄石(MgO·SiO₂)。铁酸镁、镁橄榄石和偏镁橄榄石均是高熔点相，熔化温度分别达到1720℃、1890℃和1557℃，因而球团矿中的MgO增加对于改善其软熔性能具有促进作用。我公司所采购的原料中涞源精粉MgO含量为4．75％，比本地碱性精粉、西石门精粉和酸性精粉分别高2．46、3．05和4．2个百分点，在竖炉配料中配人涞源精粉会非常有效的提高球团矿MgO含量，通过提高球团矿MgO含量来改善球团软熔性能应该是我们所采取的措施。

4、生产实践

    根据前期实验结果和分析，自2006年3月份起在酸性精粉80%的配比不变的前提下，在竖炉配料用20％涞源精粉代替本地碱性精粉，使球团矿中的MgO含量从原来的0．76％升高至1．12％，使球团矿开始软化温度从原来的754℃升高至调整后的859℃，软化区间从原来的337℃降低到调整后的244℃(见表6)，取得较好的效果。

5、结语

    (1)经过对球团矿各成分和焙烧制度等各因素与球团矿软化区间的相关性和回归分析，得出：球团矿MgO和软化区间为线性关系很好的负相关；球团焙烧速度和软化区间为线性关系较好的正相关；球团矿SiO₂和软化区间有一定的正相关性。

    (2)从降低原料SiO₂含量角度来改善球团软化性能，成本将越来越高；通过降低焙烧速度来控制软化区间意味着降低球团矿产量，通过提高球团矿MgO含量来改善球团软化性能是应采取的措施。

    (3)配人高MgO的涞源精粉后，使球团矿软化区间由原来的300℃以上降低至250℃左右。